蔓越莓中天然苯甲酸膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評估

劉茜 張浩 龐敏 何昊婧

摘 要：本文對蔓越莓中天然苯甲酸含量進(jìn)行測定并進(jìn)行膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評估，明確人群暴露風(fēng)險(xiǎn)水平。采用GB 5009.28—2016測定2020年9月—2021年4月采集的68份蔓越莓相關(guān)食品中的天然苯甲酸，運(yùn)用基于蒙特卡羅（Monte Carlo）模擬技術(shù)的@risk 8.0軟件對天然苯甲酸含量進(jìn)行分布擬合，結(jié)合相關(guān)暴露參數(shù)，構(gòu)建暴露評估模型，采用風(fēng)險(xiǎn)商表征人群通過食用蔓越莓相關(guān)食品攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)。蔓越莓相關(guān)食品中苯甲酸檢出率為100%，苯甲酸平均值為0.053 g/kg，最大檢測量為0.20 g/kg。不同蔓越莓相關(guān)食品中天然苯甲酸分布符合LogLogistic分布，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。普通居民通過食用蔓越莓途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)商平均值<1，高攝入量居民通過食用蔓越莓相關(guān)食品途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)商是普通居民的10倍。居民僅通過食用蔓越莓相關(guān)食品途徑攝入苯甲酸的膳食暴露不存在健康風(fēng)險(xiǎn)，雖然風(fēng)險(xiǎn)商均<1，但仍需日常監(jiān)測，從而進(jìn)一步降低高危人群的膳食風(fēng)險(xiǎn)水平。

關(guān)鍵詞：蔓越莓;天然苯甲酸;風(fēng)險(xiǎn)評估;蒙特卡羅

Abstract： In this paper， the content of natural benzoic acid in cranberries was determined and the dietary exposure risk was assessed to clarify the exposure risk level of the population. Cranberry-related foods were sampled from September 2020 to April 2021， and natural benzoic acid was detected by GB 5009.28—2016. Based on Monte Carlo simulation of @risk 8.0 software， distribution fitting were performed for the natural benzoic acid， conbined with relevant exposure parameters. According to the exposure assessment model， risk quotient was used to represent the risk of peoples intake of natural benzoic acid by eating cranberry-related foods. 68 of these 68 samples （100%） were found positive for natural benzoic acid with mean and maximum concentration of 0.053 and 0.20 g/kg， respectively. the natural benzoic acid in all samples conformed to the LogLogistic distribution with RiskLogLogistic（-0.003 642 5， 0.048 101， 3.801 7）. risk quotient values for all populations were less than 1， high intake populations had 10 times the RQ value of consuming natural benzoic acid. The health risk associated with dietary intake of natural benzoic acid from cranberry-related food was very low. Although the results were both less than 1， daily monitoring was still needed to further reduce the dietary risk level in high-risk groups.

Keywords： cranberry; natural benzoic acid; risk assessment; Monte Carlo

蔓越莓因其具有獨(dú)特的酸味和濃郁的口感，深受消費(fèi)者喜愛。市面上含有蔓越莓的食品品種也越來越多，如蔓越莓餅干、蜜餞、濃縮果汁、面包和雪花酥等，在保健品領(lǐng)域有蔓越莓益生菌、泡騰片、口服液等。蔓越莓在中國市場的需求持續(xù)增加，烘焙、餐飲、休閑食品和保健品行業(yè)已成為蔓越莓產(chǎn)品應(yīng)用的主流市場。蔓越莓中所含成分主要有原花青素、花青苷、黃酮醇和酚酸等，具有抗氧化、抗衰老、消炎抗感染和免疫調(diào)節(jié)等功效[1-4]。由于蔓越莓獨(dú)特的保健功效，人群消費(fèi)量持續(xù)升高，尤其是為了保健每日定量食用蔓越莓相關(guān)食品的人群，對于多途徑暴露的消費(fèi)者，該暴露風(fēng)險(xiǎn)需要被關(guān)注[5]。

苯甲酸，又名安息香酸，苯甲酸及其鈉鹽是常用的食品防腐劑[6]。《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）中規(guī)定了22種食品中允許添加苯甲酸作為防腐劑使用[7]。但在實(shí)際監(jiān)管過程中發(fā)現(xiàn)在未經(jīng)允許添加的食品中檢測出苯甲酸，原因是某些食品中存在內(nèi)源性苯甲酸，導(dǎo)致誤判而影響檢測結(jié)果。國內(nèi)外研究表明，某些食物（酸乳[8-9]、蜂蜜[8]、黃酒[10-12]和紅棗[13-14]等）中含有天然苯甲酸，其中紅莓、青梅、李等漿果中的天然苯甲酸含量可達(dá)0.5 g/kg[15]。植物在生長期次級(jí)代謝過程中會(huì)形成苯甲酸，形成機(jī)制如圖1所示。苯丙氨酸在解氨酶的作用下生成反式肉桂酸，再經(jīng)過CoA依賴型β氧化途徑產(chǎn)生苯丙酰CoA，最后轉(zhuǎn)化生成苯甲酸。

根據(jù)蔓越莓相關(guān)食品的消費(fèi)量和天然苯甲酸數(shù)據(jù)信息，可構(gòu)建2大類膳食暴露評估模型，即點(diǎn)評估模型和概率評估模型。肖瀟等[11]運(yùn)用點(diǎn)評估法，選取第95百分位數(shù)反映高食物消費(fèi)人群的消費(fèi)量，并進(jìn)一步得出暴露量，認(rèn)為我國成年居民中飲用黃酒者的苯甲酸暴露風(fēng)險(xiǎn)較低。聶繼云等[16]在研究紅棗中苯甲酸風(fēng)險(xiǎn)評估時(shí)也采用點(diǎn)評估模型。由于點(diǎn)評估模型采用的是食物高消費(fèi)量和化學(xué)物質(zhì)高殘留量進(jìn)行計(jì)算，忽略了個(gè)體差異，缺少對個(gè)體水平消費(fèi)量與食品中化學(xué)物水平變異的量化[17]。概率評估模型是對化學(xué)有害物在食品中的存在概率、殘留水平及相關(guān)食品的消費(fèi)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)模擬的一種方法，更準(zhǔn)確地反映風(fēng)險(xiǎn)分布的真實(shí)情況。因此，概率評估模型被越來越多的應(yīng)用于食品中危害物的風(fēng)險(xiǎn)評估。

由于蔓越莓中天然苯甲酸的檢測數(shù)據(jù)缺失，人群通過蔓越莓對天然苯甲酸的暴露風(fēng)險(xiǎn)尚不明確。為明確消費(fèi)者風(fēng)險(xiǎn)高低，本研究通過抽樣采集68個(gè)蔓越莓相關(guān)食品樣品進(jìn)行天然苯甲酸含量的測定，確定天然苯甲酸范圍，利用問卷調(diào)查方法收集數(shù)據(jù)以明確人群攝入量[18]。暴露評估建模方法采用由美國Palisade公司開發(fā)的基于Monte Carlo模擬技術(shù)的分析軟件@risk 8.0，最終以風(fēng)險(xiǎn)商表征人群是否有風(fēng)險(xiǎn)。本文旨在通過蔓越莓相關(guān)食品暴露天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)情況指導(dǎo)消費(fèi)者的日常飲食。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 樣品

采樣68份，包括蔓越莓鮮果、蔓越莓干、蔓越莓濃縮果汁，購買途徑為消費(fèi)者日常購買途徑，如線下生鮮超市及電商平臺(tái)，購買時(shí)間自2020年9月—2021年4月，樣品用研磨機(jī)充分粉碎并攪拌均勻，取其中的200 g裝入玻璃容器中，密封，于-18 ℃保存。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Agilent1260高效液相色譜儀（DAD）配二極管陣列檢測器（美國安捷倫公司）;純水儀（Millipore德國默克公司）;渦旋儀（美國TALBOYS公司）;超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）;高速冷凍離心機(jī)（美國Thermo公司）;分析天平（中國賽多利斯公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 苯甲酸含量測定方法

按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測定》（GB 5009.28—2016）中的方法測定苯甲酸的含量[19]。

1.2.2 色譜條件

色譜柱：C18柱，柱長250 mm，內(nèi)徑4.6 mm，粒徑5 μm或等效色譜柱;流動(dòng)相：甲醇+乙酸銨溶液=5+95;流速：1 mL/min;檢測波長：230 nm;進(jìn)樣量：10 μL。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)評估

1.3.1 風(fēng)險(xiǎn)商計(jì)算參數(shù)

應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)商對蔓越莓中天然苯甲酸含量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)描述，以苯甲酸每日允許攝入量（Acceptable Daily Intake，ADI）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，通過接觸人群的苯甲酸暴露量與苯甲酸ADI計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)商[20-21]，以表征經(jīng)蔓越莓途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)大小，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)商<1時(shí)，表示沒有風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)商>1時(shí)，表示有風(fēng)險(xiǎn)，且數(shù)值越大，風(fēng)險(xiǎn)也越大。計(jì)算公式如下：

式中：RQ為風(fēng)險(xiǎn)商;C為蔓越莓中天然苯甲酸含量，g/kg;IR為蔓越莓每日平均攝入量，kg/d;ED為暴露持續(xù)時(shí)間，年;EF為暴露頻率，d/年;BW為體重[22]，kg;AT為拉平時(shí)間，d;ADI為每日允許攝入量，mg/kg（bw）[23]。具體參數(shù)見表1。

1.3.2 數(shù)據(jù)來源

（1）蔓越莓中苯甲酸的含量。根據(jù)1.2中的方法測定68個(gè)樣品，得到天然苯甲酸數(shù)據(jù)，運(yùn)用@risk8.0軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行分布擬合，得到分布函數(shù)。隨機(jī)從不同樣品中的蔓越莓天然苯甲酸含量分布函數(shù)中抽取數(shù)值計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)概率。低于檢測限的苯甲酸數(shù)據(jù)應(yīng)按照WHO和US EPA建議的數(shù)據(jù)處理方法，即1/2檢出限替換處理[24-25]。但本研究苯甲酸檢出率為100%，因此數(shù)據(jù)無需替換處理。每個(gè)樣品平行測定2次，運(yùn)用Excel 2019計(jì)算結(jié)果。

（2）膳食攝入量數(shù)據(jù)采集。采用問卷調(diào)查的形式，樣本量為264份。調(diào)查問卷包括人群的基本信息和蔓越莓食用頻率表，要求調(diào)查對象對蔓越莓過去12個(gè)月的攝入頻率和數(shù)量進(jìn)行回顧。本次問卷經(jīng)多次討論和修改，以確保問卷的可行性和有效性。在正式開展調(diào)查前進(jìn)行預(yù)調(diào)查，收集50份問卷，確定并修改問題后再次發(fā)放。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔓越莓中天然苯甲酸含量分析

由表2可知，蔓越莓中天然苯甲酸檢出率為100%，最大檢測量為0.20 g/kg。文獻(xiàn)顯示，大多數(shù)漿果中發(fā)現(xiàn)了可觀的苯甲酸含量，成熟蔓越莓果實(shí)中苯甲酸含量可達(dá)0.30～1.30 g/kg。利用@Risk 8.0軟件對68個(gè)天然苯甲酸分布進(jìn)行LogLogistic、Pearson5、Lognorm等分布擬合，不同蔓越莓相關(guān)食品中苯甲酸本底值分布符合LogLogistic分布，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7），平均值為0.053 g/kg，擬合分布圖見圖2。

2.2 膳食消費(fèi)量數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的收集全部來自社會(huì)問卷調(diào)查，剔除個(gè)人信息不完整、食物頻率問卷缺失者，最終提取有效樣本量為264人。以個(gè)人問卷獲取調(diào)查對象個(gè)人信息，包括性別、年齡、過去12個(gè)月內(nèi)蔓越莓相關(guān)食品的攝入頻率及攝入量等。問卷采用問卷星的線上鏈接發(fā)布，感興趣的消費(fèi)者會(huì)點(diǎn)擊錄入問卷信息，問卷數(shù)據(jù)顯示填寫問卷的男女比例為40.3%與59.7%，女性比男性顯示出對蔓越莓更高的興趣。相關(guān)文獻(xiàn)表明，蔓越莓在女性保健功效中功能獨(dú)特，在對蔓越莓的了解程度上，女性比男性更為熟悉[5]。問卷結(jié)果顯示消費(fèi)者購買的蔓越莓相關(guān)食品（多選題）中蜜餞果干類為85.0%，面包曲奇類為50%，保健品類為47.5%，果汁飲料類為35.0%，與本研究采集的樣品種類基本相符。根據(jù)問卷結(jié)果分析，蔓越莓?dāng)z入量為0.010 kg/d的人群比例為4.6%，攝入量為0.020 kg/d的人群比例為24.6%，攝入量為0.035 kg/d的人群比例為19.3%，攝入量為0.075 kg/d的人群比例為5.3%，無攝入量的人群比例為46.2%。蔓越莓相關(guān)食品的平均人群攝入量為0.02 kg/d，每日定量攝入蔓越莓相關(guān)食品的人群消費(fèi)量為0.05 kg/d，即認(rèn)為是高危暴露人群。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評估

將天然苯甲酸含量數(shù)據(jù)及其他相關(guān)參數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)商公式運(yùn)算，運(yùn)用@risk 8.0軟件計(jì)算普通人群經(jīng)食用蔓越莓相關(guān)食品途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)商概率分布，每次模擬過程迭代10 000次，模擬10次，結(jié)果如圖3所示。

普通人群經(jīng)食用蔓越莓相關(guān)食品途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)商平均值為0.003 2，90.0%位點(diǎn)的高暴露水平下風(fēng)險(xiǎn)商為0.006 4，均<1。問卷調(diào)查顯示少部分人群每日食用蔓越莓濃縮果汁作為保健用途，這些所謂的“重視健康的消費(fèi)者”尋求高營養(yǎng)價(jià)值的食品，接觸部分化學(xué)物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)比普通人群平均值高[26]。蔓越莓濃縮果汁中苯甲酸含量為0.20 g/kg，該部分人群每日攝入量為0.05 kg/d，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)商公式計(jì)算，該極端消費(fèi)情況下人群風(fēng)險(xiǎn)商為0.032，為普通人群風(fēng)險(xiǎn)商的10倍，但仍小于1，不存在膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論與討論

風(fēng)險(xiǎn)評估本身存在不確定性。①本研究僅對以蔓越莓相關(guān)食品為單一的苯甲酸暴露途徑進(jìn)行評估，食品中苯甲酸的主要攝入途徑為食品添加劑，對消費(fèi)者整體的苯甲酸暴露風(fēng)險(xiǎn)評估存在一定局限性，在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的綜合評價(jià)過程中應(yīng)注重全膳食的評估[27-28]。②問卷調(diào)查蔓越莓相關(guān)食品攝入量不是全國居民膳食消費(fèi)調(diào)查結(jié)果，無法針對不同地區(qū)的不同人群以及極端消費(fèi)情況下的苯甲酸攝入風(fēng)險(xiǎn)。③采集樣本時(shí)間跨度僅為8個(gè)月，對于風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)，時(shí)間越久，風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果越能有效地反映真實(shí)的情況。

本研究調(diào)查的68個(gè)蔓越莓相關(guān)食品中，天然苯甲酸檢出率為100%，平均含量為0.053 g/kg，最大檢測量為0.20 g/kg。在構(gòu)建蔓越莓相關(guān)食品中天然苯甲酸暴露模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)暴露參數(shù)，采用基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@risk 8.0風(fēng)險(xiǎn)評估軟件，對蔓越莓相關(guān)食品中天然苯甲酸含量進(jìn)行LogLogistic分布擬合，記為RiskLogLogistic（-0.003 642 5，0.048 101，3.801 7）。根據(jù)相關(guān)公式與參數(shù)，計(jì)算通過食用蔓越莓相關(guān)食品攝入天然苯甲酸的暴露量及風(fēng)險(xiǎn)商。運(yùn)用軟件對風(fēng)險(xiǎn)商進(jìn)行模擬迭代，普通人群經(jīng)食用蔓越莓相關(guān)食品途徑攝入天然苯甲酸的風(fēng)險(xiǎn)商平均值為0.003 2，極端消費(fèi)情況下人群風(fēng)險(xiǎn)商為0.032，均<1。僅通過食用蔓越莓相關(guān)食品攝入苯甲酸對健康不存在風(fēng)險(xiǎn)，但應(yīng)注意極端消費(fèi)人群的監(jiān)控，保障人群健康。

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